为了预防和治疗虾的传染性肌肉坏死病，有必要了解肌肉坏死病毒（IMNV）与虾之间的相互作用机制，特别是衣壳的作用和宿主的免疫反应。
这项研究表明，为了理解IMNV病毒的致病机制，我们需要考虑病毒的结构和虾的反应。病毒的外壳结构和蛋白质在虾的入侵和致病过程中起着重要作用。同时，虾还激活免疫系统以对抗病毒，表现为血细胞数量减少、凋亡增加和抗氧化剂产生等反应。特别是，虾中层粘连蛋白受体的发现开辟了一个新的研究方向，即阻断病毒与该受体之间的相互作用，以最大限度地减少感染的可能性。
最近，海洋大学进行了一项广泛的研究，以了解感染IMNV病毒时白对虾体内发生的变化。通过分析感染后不同时间（30、60和90天）表达的所有基因，科学家们寻找了在抗病毒过程中起关键作用的基因。这项研究不仅有助于我们更好地了解IMNV的致病机制，还为开发更有效的治疗方法开辟了新的途径。
一、研究设定：
1、根据Shen等人（2022年）的方案，通过PCR对虾样本（长10±1厘米，重36克）进行病原体筛查，仅使用无病原体虾检测WSSV、YHV、AHPND、IHNV、EHP、TSV和IMNV等病毒。
2、实验在25±0.5°C、pH 7.6±0.1和盐度22‰的条件下进行。
3、禁食24小时后，300尾虾分为两组：试验组（INF）吃受IMNV感染的虾组织（体重的5%），阴性对照组（HEL）吃健康的虾组织，每组有三个小组。试验组中的虾单独养殖，并在试验期间以稳定的养殖条件喂养受感染组织两天。
4、在感染后30、60和90天（IE、IM和IP阶段），根据肌肉白化现象对每组随机抽取10只进行采样。切割肌肉样本，保持无菌，提取RNA。PCR验证IMNV感染，然后进行qPCR分析以评估病毒载量。结果显示，IE阶段的病毒载量最高，其次是IM，IP阶段的病毒载量最低。样品储存在-80°C下进行进一步分析。
图1：IMNV感染载量的条形图
二、研究结果：
1、转录数据测序和质量控制：
分析结果表明，虾肌转录数据质量非常高，质量≥Q20的干净读数为98.21%，质量≥Q30的干净读数为94.75%。平均GC含量为51.05%。
2、样本关系分析：
主要成分分析（PCA）显示，在IMNV感染期间，白对虾的基因表达明显分化。早期（IE）、中期（IM）和晚期（IP）感染阶段的样本形成单独的集群，反映疾病的进展。IE阶段代表了健康虾的初始变化，而IP阶段的差异最大。这表明IMNV感染会导致虾的基因表达发生深刻变化，尤其是在后期。
3、识别和分析DEG：
该研究使用DESeq2生物分析工具比较了健康虾和不同阶段感染IMNV病毒的虾之间的基因表达。结果表明，受感染虾的基因表达发生了明显变化。具体而言，数百个基因已被确定为比较组之间的差异表达，表明虾对病毒的复杂反应。
进一步分析表明，表达差异的基因在感染阶段之间分布不均。在感染的早期阶段，虾对病毒有初步反应。然而，随着疾病的进展，虾的基因表达发生了明显变化，反映了病毒和宿主的适应。值得注意的是，一些基因在感染的所有阶段都表现得普遍不同，表明与感染过程相关的重要生物途径。
4、DEG的GO和KEGG浓缩分析：
GO功能分析表明，当虾感染IMNV病毒时，与免疫系统相关的基因功能强大，触发代谢、生物合成和细胞过程等生物过程。结合和催化等分子活性也增强，反映了细胞中复杂的相互作用。在感染的早期阶段，凝血和止血过程受到抑制，导致炎症和组织损伤。相反，在后期，修复损伤的活动，如甲壳素结合和水解酶活性增加，表明虾正在努力清除受损细胞和病毒蛋白，以保护身体。
KEGG功能分析显示了感染IMNV病毒的虾细胞中的生物过程。当病毒进入时，虾会迅速激活代谢途径和信号传递。在感染的早期阶段，能量代谢和信号传递机制非常活跃，反映了虾的快速反应。随着疾病进展到中等阶段，代谢变化达到峰值，调节主要代谢途径以提供对抗感染所需的能量和物质，并激活复杂的信号网络来调节免疫反应。在感染的后期阶段，虽然一些代谢途径的活性降低，但与免疫相关的途径和细胞死亡过程保持在较高水平。这表明虾继续对抗病毒并修复细胞损伤。在这一阶段启动程序性细胞死亡过程可能是消除受感染细胞和阻止病毒传播的机制。
5、DEG趋势分析：
为了探索虾在感染IMNV期间基因表达的变化，科学家们采用了时间序列分析方法。结果表明，一组特定的基因在帮助虾对抗病毒方面起着重要作用。这组基因参与糖基化过程，帮助修复受损细胞。此外，与内质网相关的基因也被强烈激活，表明虾细胞正试图适应病毒的攻击。
集群7中的基因最初表现较弱，然后急剧增加，并在感染后期达到峰值。这些基因有助于虾促进蛋白质生产和DNA修复，帮助身体有效对抗病毒。
集群2中的基因最初在感染的早期阶段非常活跃，然后在感染的后期逐渐减少和增加。它们在蛋白质和核酸之间的相互作用中起着重要作用，帮助虾细胞对抗病毒和恢复。
三、结论：
这项研究揭示了IMNV病毒和虾之间的复杂相互作用。病毒使用多种策略渗透和利用宿主细胞，而虾则通过调节免疫系统和代谢过程来主动做出反应。这些发现不仅有助于我们更好地了解IMNV的致病机制，还为开发有效治疗方法开辟了新的途径。进一步研究相关的分子网络和途径将有助于控制和预防养殖对虾的IMNV。
